GUIDE: Hvordan skape 3D?
Guide
(Bilde: istock.com/janrysavy )

Hvordan skape 3D?

Det er de tre dimensjonene som på mange måter gir liv til den verden vi lever i. Vertikalt, horisontalt og dybde. Det er sistnevnte som skiller vår verden fra Mario og Luigi sin. Når vi først er inne på Nintendos kjente verden, er det verdt å nevne at de fleste spill i dag faktisk finner sted i tre, og ikke to dimensjoner. Skjermen du spiller på har kun to dimensjoner, nemlig de horisontale og vertikale linjene. Likevel har man i flere år hatt mulighet til å se dybde på skjermer som fysisk kun inneholder de to andre dimensjonene.

Når vi for litt over en måned siden testet en skjerm fra Zalman, fikk vi et godt inntrykk av hvor langt 3D-teknologien har kommet for det kommersielle markedet. Vi gikk da litt inn på hvordan Zalman hadde gjort dette, men med denne guiden ønsker vi å gi deg en litt dypere innsikt i denne teknologien. Vi skal ikke snakke om skjermen til Zalman, men diskutere og forklare de forskjellige teknologiene som er å finne for det kommersielle markedet når det kommer til bilder i tre dimensjoner.

Toppbilde: Istock.com/janrysavy

Øyet som ser

Det er faktum at vi har to øyne, og ikke ett, som gir oss muligheten til å oppfatte dybde på en god måte. Selv om øynene bare befinner seg med få centimeters avstand seg i mellom, ser de objekter med forskjellig avstand og fra forskjellig vinkler. Det er ikke snakk om en stor avstand, men forskjellen er stor nok til at øynene vil klare å oppfatte den. At vi kan se noe fra to vinkler, gjør at det ene øynet ser en side av objektet som det andre øynet ikke ser.

Teorien er da at for å lage et tredimensjonalt bilde, må man la den flate skjermen, som har to dimensjoner, lage to bilder – ett for hvert øyne. Det er her de fysiske begrensningene melder seg. Foran deg har du kun en skjerm, med et panel. Hvordan skal man da kunne lage dobbelt opp med bilder, når du kun har resurser til å lage et bilde?

Det er flere teknologier som har sett dagens lys for kommersielt bruk, og vi skal nå snakke om de fire teknologiene som ikke har ligget brakk innen enormt kort tid. Hva militæret eller andre høyteknologiske organer har å rutte med, skal vi ikke diskutere.

Virtuell virkelighets hjelm

Den direkte måten å skape tredimensjonale bilder er ved hjelp av såkalte VRH enheter – Virtual Reality Helmet.

Slike hjelmer inneholder to atskilte skjermer, en for hvert øye. De viser hvert sitt bilde av det samme objektet fra forskjellige vinkler. Hjernen din tolker da om de to bildene og skaper dybde. Slike hjelmer(riktig nok mindre enn hva som er avbildet over) bruker ofte helikopterpiloter i redningstjenesten og ikke minst i militæret, for å se bedre under dårlig vær.

Bilde: US Navy
Bilde: US Navy

Med mindre du har en veldig vid lommebok, får du ikke tak i slike hjelmer med en større oppløsning enn 640 x 480 piksler. Grunnen til at dette fort blir dyrt er fordi det er vanskelig å produsere små skjermer som samtidig har en høy oppløsning.

Den opplagte negativiteten med disse enhetene er størrelsen. De er tunge, store og ikke minst ser det blodharry ut om du spiller Half Life 2 med en slik innrettning på hodet. La oss gå tilbake til vanlige skjermer, og se hva vi kan gjøre med dem.

To farger, to bilder

For å skape tredimensjonale bilder trenger du mer enn bare skjermen. Naturlig nok er det ikke så enkelt som å dele skjermen på midten. Skjermen må nå produsere to bilder, og du trenger et eksternt komponent slik at øynene dine kun ser det bildet de skal se – og ikke begge. Sistnevnte løses ganske enkelt ved hjelp av noen spesielle briller.

Bilde: CORY
Bilde: CORY, T. Mallow

Den metoden som er mest kjent blant folket, er av typen dere ser ovenfor. En del av bildet er rødt, og en del av bilde er blått. De to fargene har en liten avstand i mellom seg, og ved å bruke briller skiller du fargene slik at hvert øye kun ser en av fargene. La oss gå litt dypere.

Skjermen produserer altså et bilde som ligner bildet øverst på denne siden, og du har på deg briller som ligner de over. Det røde glasset gjør at det venstre øyet ditt ikke ser rødfargen i bilder. Det blå glasset gjør at du ikke kan se blåfarger på det høyre øyet ditt.

Siden de to fargene har forskjellige avstander i forhold til hverandre på bildet, skaper dette en tredimensjonal effekt.

Denne teknologien har flere ulemper. For det første er det klin umulig å se på et slikt bilde i lengden, uten at du bruker brillene. Den største ulempen er at fargegjengivelsen blir minimal. Bildet blir mørkt, og mye preget av blått og rødt. Det er med andre ord farvel til fullskalert HD, så la oss ta en titt på neste teknikk.

Polarisering

Polarisering er en egenskap ved bla. lys. Lys er elektromagnetiske bølger med forskjellig bølgelengde.

I henhold til denne guidens tema, går polarisering ut på at bølgene(lyset) har en svingning i bølgene på tvers av stråleretningen.

Som en metafor kan du tenke at du og kameraten din holder et hoppetau relativt stramt. Beveger du tauet fra side til side vil det bølge seg bort til kameraten din - altså på tvers av retningen tauet går.

Kilde: Wikipedia

Polarisering

En forbedring av denne blå-rød-teknologien går på polarisering. Her får man mye større fargegjengivelse, men det fungerer kun på LCD-skjermer. Det må også noen modifiseringer til.

Det er nettopp denne teknikken Zalman benyttet i skjermen vi nevnte på første side. Grafikken under er hentet fra produktsiden til den samme skjermen, og beskriver prinsippet godt. Det trengs riktig nok litt forklaring.

Klikk for større versjon
Klikk for større versjon. Bilde: Zalman

LCD-skjermer genererer bildet med flytende krystaller. Disse krystallene gir ut polarisert lys. Et filter inne i en slik 3D-skjerm deler opp bildet i horisontale linjer – en for hver rad med piksler. Prinsippet med at du trenger ett bilde for hvert øye gjelder også her. Inne i selve skjermen må det plasseres en spesiell matrise som sørger for at lysbølgene er sirkulære, ikke lineære slik de vanligvis er. Annenhver horisontale linje med piksler vil rotere en annen vei en hva resten gjør. Når lysbølgene blir sirkulære, har du større frihet til å flytte på hodet ditt i forhold til skjermen enn hva du ville hatt med lineære lysbølger.

Nå kommer briller inn i bildet igjen, men denne gangen har begge glassene samme farge. Brillene er et polariseringsfilter, hvor glasset til det høyre øyet er rotert 90 grader i forhold til det venstre. Siden glassene står med forskjellige vinkler, slipper forskjellige former for lys igjennom.

Nå er skjermbildet delt inn i horisontale linjer for annenhver piksel, og du har på deg polariseringsbriller.

Programvare

Denne teknologien krever støtte fra mer enn bare skjermen, det må også litt programvare til. Slik programvare støtter foreløpig kun Windows Vista, og det er Nvidia som for tiden har den beste støtten.

Ta en titt på den øverste rammen i det øverste bilde på denne siden. Programvaren må dele opp hvert enkelt bilde i horisontale linjer, og skyve de litt fra hverandre før de igjen føres sammen til et noe vridd bilde. Igjen er det avstanden mellom de to bildene som blir kombinert som gjør at du vil oppfatte den tredimensjonale effekten.

Resultatet

Når du har på deg brillene, vil det høyre øyet kun se annen hver horisontale rad med piksler, mens det venstre øyet vil se resten. Brillene gjør med andre ord at et øye kun ser den delen av bildet det er ment å skulle se, så tar hjernen seg av tolkningen.

Denne teknologien tillater at du kan se et fullt fargespekter med relativt høy klarhet. Virkelighetsfølelsen av dybde blir meget stor, og man ser virkelig at objekter stikker ut fra skjermen. Det finnes derimot noen ulemper.

Siden bildet deles opp i horisontale linjer for annenhver piksel, blir den vertikale oppløsningen halvert. En skjerm med en oppløsning på 1920 x 1080 piksler har dermed kun 1920 x 540 piksler i reell oppløsning. Likevel er oppløsningen betydelig høyere enn hva du får med hjelmene vi omtalte tidligere, for ikke å nevne at prisen er veldig mye lavere.

Skjermkortet ditt må med denne teknologien også generere dobbelt så mange bilder, fra forskjellige vinkler, også sette de sammen igjen. Dette sørger for at antall bilder i sekundet(FPS) blir mer enn halvert. Et annet problem oppstår om du ser på bildet med en vertikal vinkel. Da vil bildet bli delt opp i horisontale streker, og opplevelsen forsvinner.

Slik form for 3D-fremvisning krever som nevnt en egen matrise inne i skjermen. Du kan dermed ikke skape slike 3D-bilder uten en spesiell skjerm – slik som Zalmans bidrag.

Mekanisk løsning

Den siste metodikken vi skal snakke om er en teknikk som kom fort og hardt på markedet, men døde like raskt. Enkelte norske nettbutikker har hatt disse i sitt sortiment, og prisen lå på rundt tusenlappen. Den fungerer kun på bevegelige bilder.

Prinsippet gikk ut på at skjermen viser hele bilder, et bilde for hvert øye. Bildene som er beregnet for høyre og venstre øye bytter regelmessig. Ser du en film med 20 bilder i sekundet, vil denne teknologien halverer dette antallet ved å vise hvert andre bilde for venstre øye, og resten for høyre øye. Dette betyr at 10 av bildene blir rettet mot det venstre øyet mens de ti andre går mot det høyre.

For å skille bildene fra hverandre bruker man briller som ved hjelp av mekanikk og elektronikk blokkerer halvparten av bildene. Når skjermen din viser bildet som er beregnet for høyre øye, blokkerer brillene det venstre øyet totalt. Når skjermen viser bildet som er beregnet for det venstre øyet, blokkeres det høyre øyet.

Denne teknologien krever at skjermen og brillene har en helt nøyaktig synkronisert. Hvis lukkingen ikke skjer nøyaktig samtidig som endringen av bildet, blir bildet diffust. Hvis du benytter deg av en LCD-skjerm, er det også viktig at responstiden er så god at de to bildene ikke blir smurt i hverandre.

Det opplagte problemet her er synkroniteten og antallet bilder i sekundet. Hvis antallet bilder i sekundet allerede er relativt lavt, og det da halveres, vil du oppfatte filmen eller spillet som hakkete. Hvis bildeoppdateringen økes, kan det igjen bli et problem med synkronitet og skjermens responstid.

Oppsummering

Vi har nå tatt deg igjennom fire teknologier som lar deg se bilder i tre dimensjoner, via skjermer som bare inneholder to fysiske dimensjoner.

Det første man må tenke på, er at det er øyet som ser og hjernen som tolker. Man må derfor få øyet til å se noe, som hjernen igjen tolker som dybde selv om dybden ikke er der.

Den direkte måten man gjør dette på er å skape et bilde for hvert øye. Med en virtuell virkelighets hjelm har du en skjerm for hvert øye. Disse er dessverre veldig store, tunge og de har ofte lav oppløsning før prisen stiger enormt.

Blå-røde briller er mest kjent blant folket. Bildene du ser har en blå og en rød del. Du bruker briller med samme farger slik at f.eks det høyre øyet ikke ser blått, mens det venstre ikke ser rødt. Problemet er at fargegjengivelsen blir meget lav.

Polarisering av bildet blir da et mye bedre alternativ. Her får du full fargegjengivelse, og den simulerte effekten blir meget god. Teknikken fungerer kort for klart ved at skjermen deles inn i horisontale linjer, og du bruker briller som kun ser annenhver rad på hvert øye.

En annen teknikk som er lite omtalt, går på et mekanisk prinsipp. Skjermen viser forskjellige bilder flere ganger i sekundet, hvor hvert andre bilde er beregnet for høyre øyet mens resten går på det venstre øye. For å skille bildene fra hverandre har du på deg briller som blokkerer alt lys på høyre og venstre øye i motsatt rekkefølge som skjermen generer bilder. Denne teknologien døde fort ut, og ble aldri noen stor suksess.

Fremtiden

Alle disse teknologiene har fortsatt enkelte mangler, og det største hinderet er foreløpig å kunne gjengi en meget stor virkelighetsfølelse. En kar på Youtube har selv utviklet en genial teknologi som tar deg et steg nærmere. Hvem vet, kanskje vi har virkelige og klare hologrammer innen 10 år?

(Kilder: Wikipeida 1, Wikipedia 2, NASA)

Norges beste mobilabonnement

April 2019

Kåret av Tek-redaksjonen

Jeg bruker lite data:

Youteam 1 GB


Jeg bruker middels mye data:

GE Mobil Leve 6 GB


Jeg bruker mye data:

Chili 25 GB


Jeg er superbruker:

Chili Fri Data


Finn billigste abonnement i vår mobilkalkulator

Forsiden akkurat nå

Til toppen